地特四等申論題
111年
[水利工程] 流體力學概要
第 一 題
📖 題組：
在均勻流狀況下，一加工混凝土矩形渠道，寬度 10 m，水深 1 m，該渠道坡降每 100 m 下降 10 cm，混凝土曼寧係數 n = 0.012。應用曼寧（Manning）公式計算，試問：
在均勻流狀況下，一加工混凝土矩形渠道，寬度 10 m，水深 1 m，該渠道坡降每 100 m 下降 10 cm，混凝土曼寧係數 n = 0.012。應用曼寧（Manning）公式計算，試問：
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
該渠道之輸送水流流量？（10 分）
思路引導 VIP
這是一道明渠均勻流的基礎題，看到均勻流與曼寧係數，應立即聯想到曼寧公式。解題重點在於先正確計算出矩形渠道的『截面積』與『濕周』，進而求得『水力半徑』，最後將坡降換算為無因次比值並代入公式即可求解。
小題 (二)
該渠道水流之型態？（10 分）
思路引導 VIP
判斷明渠水流型態的關鍵在於計算「福祿數 (Froude Number)」。解題時，應先利用題目給定的曼寧公式 (Manning's formula) 搭配渠道幾何條件求出平均流速，再代入福祿數公式判別其為亞臨界流、臨界流或超臨界流。